Vật thể bay 'vượt bậc' này là một kỳ tích công nghệ của Mỹ: Phá kỷ lục không ai vượt qua được trong 55 năm qua

Đây được coi là một trong những dự án nghiên cứu thành công nhất trong lịch sử ngành hàng không.

60 NĂM TRƯỚC, ROBERT MICHAEL WHITE TRỞ VỀ TỪ KHÔNG GIAN. TUY NHIÊN, KHÁC BIỆT VỚI HẦU HẾT CÁC PHI HÀNH GIA KHÁC, ÔNG ẤY KHÔNG ĐẾN ĐÓ BẰNG... TÀU VŨ TRỤ!

Thay vào đó, ông đã thực hiện chuyến bay bằng một máy bay tên lửa tiên tiến được gọi là X-15. Điều này đã làm ông trở thành phi công Mỹ đầu tiên bay vào không gian mà không cần sử dụng tàu vũ trụ truyền thống. Chuyến bay của ông vào ngày 17 tháng 7 năm 1962 đã mở ra cánh cửa cho du lịch vũ trụ và mở ra một cuộc thảo luận về vùng không gian gần.

Một trong những điều độc đáo trong chuyến bay vào vũ trụ của Robert Michael White (1924 – 2010) là lần đầu tiên trong lịch sử, một phi công Mỹ có thể kiểm soát đường bay của mình - từ khi cất cánh đến khi hạ cánh.

Bốn phi hành gia Mỹ trước Robert Michael White đều là thành viên của nhóm phi hành gia Mercury Seven của NASA tại Langley, tiểu bang Virginia, Mỹ - và các chuyến bay của họ được điều khiển từ xa bởi đội kiểm soát trên mặt đất.

Để đạt được kỷ lục vào năm 1962 cũng như nhiều kỷ lục khác sau này, người Mỹ đã đầu tư rất nhiều vào việc phát triển một chương trình bay siêu âm được gọi là X-15. Chương trình này hoạt động như thế nào?

MỸ-VƯƠNG QUỐC XÔ: KHAI MẠC CHO NHỮNG KỶ LỤC MỚI

Các sứ mệnh trong Chương trình Mercury của NASA chủ yếu nhằm cân bằng sự phát triển không gian của Liên Xô sau khi họ phóng thành công vệ tinh nhân tạo Sputnik 1 vào tháng 10 năm 1957.

Sau sự kiện đó, Chiến tranh Lạnh (1946-1991) trở nên căng thẳng hơn vì Mỹ lo sợ sẽ bị vượt mặt trong cuộc đua vào không gian với Liên Xô. Máy bay tên lửa siêu thanh X-15 mở ra một thời kỳ mới trong cuộc đối đầu giữa Mỹ và Liên Xô và khẳng định sự vượt trội của con người trong việc thám hiểm vũ trụ.

Mercury Seven và các sứ mệnh Mercury được thực hiện dưới sự chỉ đạo của NASA. Nhưng phi hành gia Robert Michael White tham gia vào một chương trình thử nghiệm riêng giữa Không quân Mỹ và NASA để kiểm tra máy bay tên lửa hành trình siêu thanh được gọi là Chương trình X-15.

Chương trình X-15 đánh dấu một bước nhảy vọt trong sự phát triển của hàng không Mỹ. X-15 lập nhiều kỷ lục về tốc độ và độ cao vào những năm 1960, vươn ra ngoài biên giới của không gian và cung cấp dữ liệu quý giá cho việc thiết kế máy bay và tàu vũ trụ sau này.

Đạt được tốc độ siêu thanh (cao hơn nhiều so với tốc độ âm thanh) không phải là điều dễ dàng. Những máy bay này, phát triển trong những năm 1960, đã được thử nghiệm một cách cẩn thận để bay vượt tốc độ âm thanh. Chúng là những loại máy bay tạo ra sóng Mach bằng cách phá vỡ rào cản âm thanh.

Michelle Evans, tác giả cuốn sách 'X-15: Máy bay tên lửa bay đầu tiên vào không gian', đã nhấn mạnh sự thành công đáng kinh ngạc của Chương trình X-15, thậm chí cả so với những tiêu chuẩn hiện nay.

Robert Michael White nhanh chóng thiết lập kỷ lục trong Chương trình X-15 khi bay với tốc độ 3.661 km/giờ. Ông cũng là người đầu tiên đạt vận tốc Mach 4 (tương đương 4.939 km/giờ), và chỉ trong vòng 8 tháng sau đó, ông tiếp tục điều khiển X-15 đạt vận tốc Mach 5 (6.173 km/giờ).

Trong lịch sử, Robert Michael White được ghi nhận là phi công đầu tiên đạt tốc độ Mach 3, 4 và 5. Tuy nhiên, chính chuyến bay vào không gian bằng X-15 vào ngày 17 tháng 7 năm 1962 mới khiến ông trở nên nổi tiếng khi xuất hiện trên trang bìa của Tạp chí Life vào tháng 8 năm đó.

Trong khi Robert Michael White giữ kỷ lục vào thời điểm đó (năm 1962) về độ cao cao nhất mà một máy bay có cánh đạt được, thì kỷ lục thế giới về tốc độ nhanh nhất từng đạt được của một máy bay có phi hành đoàn được thực hiện bởi một phi công khác trong Chương trình X-15 vào ngày 3 tháng 10 năm 1967, đó là William J. Knight (1929 – 2004), khi ông đạt đến tốc độ Mach 6,7 (tương đương 7.274 km/giờ) - Một tốc độ cực siêu thanh.

Một đơn vị Mach là tỷ số giữa tốc độ chuyển động của một vật với tốc độ âm thanh, vì vậy phi công William J. Knight di chuyển trong máy bay X-15 nhanh hơn 6,7 lần tốc độ âm thanh - mức cao nhất từng đạt được trong một chiếc máy bay. Kỷ lục về tốc độ của máy bay có người lái X-15A-2 mà William J. Knight thực hiện vẫn tồn tại cho đến ngày nay sau 55 năm, dữ liệu NASA ghi nhận.

'Mọi người đều biết Blackbird - máy bay trinh sát chiến lược tầm xa do Lockheed Corporation phát triển, được Không quân Mỹ và NASA sử dụng. Tuy nhiên, Blackbird chỉ bay nhanh bằng một nửa so với X-15. Hơn 50 năm qua, chưa có một phương tiện nào đạt được như những gì X-15 đã làm (về tốc độ và độ cao). Và phải đến năm 2004, mới có 'thứ gì đó' đánh bại được X-15 về độ cao' - Michelle Evans giải thích.

Hóa ra, Chương trình X-15 và chuyến bay lịch sử của Robert Michael White vào vũ trụ không chỉ mở đường cho tiến bộ trong lĩnh vực quân sự mà còn cho du lịch vũ trụ.

'Thứ gì đó' mà Michelle Evans ám chỉ trong việc vượt qua X-15 về độ cao vào năm 2004 chính là SpaceShipOne, một máy bay tư nhân chạy bằng tên lửa có khả năng đạt đến độ cao cận quỹ đạo, đã giành được giải thưởng Ansari X-Prize trị giá 10 triệu USD và mở ra một kỷ nguyên mới cho du hành vũ trụ.

Độ cao mà SpaceShipOne đạt được năm 2004 là 112 km, phá vỡ kỷ lục mà X-15 giữ liên tục trước đó trong hơn 40 năm (ở độ cao 108 km).

[Ansari X-Prize là một giải thưởng trao cho tổ chức phi chính phủ đầu tiên có thể chế tạo một phương tiện có thể chở hành khách vào không gian nhiều lần].

SpaceShipOne dần dần phát triển thành SpaceShipTwo, một phi cơ vũ trụ do Công ty du hành vũ trụ Mỹ Virgin Galactic sở hữu và vận hành.

KHÔNG GIAN BẮT ĐẦU TỪ ĐÂU?

Định nghĩa về không gian đối với khách du lịch, phi công và các chính phủ không phải là không có tranh cãi. Tuy vậy, luật pháp quốc tế không bao giờ xác định ranh giới thực của không gian. Có nhiều định nghĩa khác nhau theo thể chế về ý nghĩa của ranh giới không gian.

Hiện nay, có 2 quy định về 'Rìa không gian':

- FAI xác định không gian bắt đầu từ độ cao 100 km so với mặt đất - Theo quy định này, Đường Kármán ở độ cao 100 km là rìa không gian.

- Trái lại, NASA, NOAA và USAF thường xác định, độ cao từ 80 km so với mặt đất là rìa không gian

Năm 2021, SpaceShipTwo của Virgin Galactic của Richard Branson đã bay lên cao hơn 80 km so với mặt đất, trong khi New Shepard của Blue Origin của Jeff Bezos đã bay đến độ cao 101 km.

Đường Kármán cố gắng xác định ranh giới giữa không gian và bầu khí quyển của Trái Đất, được đặt theo tên của Theodore von Kármán, nhà vật lý và kỹ sư người Mỹ gốc Hungary.

Khái niệm này nhằm xác định một ngưỡng khi vật thể chịu tác dụng của khí quyển hơn là lực hấp dẫn, tuy nhiên, việc chọn một ranh giới cụ thể chỉ mang tính tương đối do bầu khí quyển và các vật thể trong không gian thường thay đổi.

Jonathan McDowell, một nhà nghiên cứu vật lý thiên văn tại Viện Harvard Smithsonian (Mỹ), thuộc nhóm nghiên cứu của Đài quan sát tia X Chandra, ủng hộ quy ước của Lực lượng Không quân Mỹ về rìa không gian (ở độ cao 80 km).

Trong một bài báo năm 2018 có tựa đề 'Rìa không gian: Nhìn lại Đường Kármán', Jonathan McDowell đã viết một đoạn mã để mô phỏng sự biến đổi của khí quyển, có tính đến các thông số phụ thuộc vào những thứ như hoạt động của Mặt Trời, thời gian trong ngày và vị trí. Ông đã chạy mô hình đó 30 triệu lần để có được mật độ trong khí quyển so với độ cao.

Đối với Michelle Evans, ngưỡng 80 km cũng có vẻ hợp lý hơn so với 100 km.

Thật kỳ lạ, Michelle Evans giải thích rằng trong khi các phi công của Lực lượng Không quân Mỹ từ dự án X-15 đều nhận được Huy hiệu Phi hành gia Mỹ (sau khi họ hoàn thành khóa huấn luyện và thực hiện chuyến bay vũ trụ thành công) - thì các phi công của NASA, những người đã vượt qua ngưỡng 80 km nhưng không phải 100 km, lại không nhận được Huy hiệu Phi hành gia Mỹ cho đến năm 2005 khi người ta công nhận các phi công của SpaceShipOne là phi hành gia.

Một số phi hành gia của NASA trong 'Câu lạc bộ 50-61 dặm' đã nhận được Huy hiệu Phi hành gia Mỹ sau khi mất. Tuy nhiên, may mắn thay, Robert Michael White là một phần của Lực lượng Không quân Mỹ, và là phi hành gia đầu tiên được công nhận trong Lực lượng Không quân.

Bỏ các mối quan hệ sang một bên, Robert Michael White là một trong những phi công đầu tiên nhìn thấy Trái Đất từ một góc nhìn mới mẻ và tuyệt vời đến như vậy.

'Bầu trời xanh đen thăm thẳm. Tôi có thể nhìn thấy khu vực Vịnh San Francisco và đến tận bờ biển Mexico. Và tôi có thể nhìn thấy độ cong của Trái Đất rõ ràng hơn bao giờ hết. Đó là một cảnh tượng tuyệt vời' - Robert Michael White chia sẻ cảm nhận của mình sau chuyến bay lịch sử năm 1962 trên Tạp chí Life.

Đối với giới chuyên môn, có hai thứ bao gồm: Một thiết bị máy móc xuất sắc; được vận hành bởi các phi công đặc biệt dũng cảm và thành thạo - chính là di sản nổi bật của Chương trình X-15.

Hugh L. Dryden (1898-1965) người từng phục vụ NASA dưới chức vụ Phó Giám đốc NASA, từng viết trong lá thư đề cử Chương trình X-15 cho một giải thưởng lớn ở Mỹ năm 1962 rằng:

'Gửi tới Nhóm Máy bay Nghiên cứu X-15, các nhà khoa học, kỹ sư, kỹ thuật viên và phi công của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA); Bộ Quốc phòng Mỹ; và North American Aviation - những người lên ý tưởng, thiết kế, phát triển, chế tạo và vận hành chuyến bay của máy bay nghiên cứu X-15.

Các bạn đã đóng góp thông tin nghiên cứu có giá trị về chế độ siêu âm và tốc độ siêu âm đến rìa không gian, và do đó đã đóng góp xuất sắc vào vai trò lãnh đạo của Mỹ trong lĩnh vực khoa học và công nghệ hàng không vũ trụ và trong việc vận hành các chuyến bay vũ trụ có người lái.

Phương tiện này đã có những đóng góp công nghệ vô giá cho sự tiến bộ của chuyến bay. Đồng thời làm nổi bật lên kỹ năng tuyệt vời và lòng dũng cảm của các phi công thử nghiệm. X-15 rõ ràng là một trong những chương trình nghiên cứu thành công nhất trong lịch sử ngành hàng không'.